题目内容

14.三棱锥M-ABC的三侧棱两两垂直,底面ABC内一点N到三个侧面的距离分别为$2\sqrt{2},4,5$,则经过点M和N的所有球中,体积最小的球的表面积为49π.

分析 根据题意,点Q到三个侧面的垂线与侧棱PA、PB、PC围成一个棱长为2$\sqrt{2}$、4、5的长方体,分析可知以PQ为直径的球是它的外接球,此时过点P和Q的所有球中,表面积最小的球,即可求解

解答 解:根据题意:点Q到三个侧面的垂线与侧棱PA、PB、PC围成一个棱长为2$\sqrt{2}$、4、5的长方体,内部图形如图.
则其外接球的直径即为PQ且为长方体的体对角线,过点P和Q的所有球中,此时外接球的表面积最小,
此时,长方体对角线即为球的直径,∴2R=$\sqrt{{4}^{2}+{5}^{2}+(2\sqrt{2})^{2}}=7$、
由球的表面积公式得:S=4πR2=49π,
故答案为:49π.

点评 本题主要考查空间几何体的构造和组合体的基本关系.判断长方体的对角线是过P和Q的所有球中,最小的球是解题的关键.属于中档题

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